Konstrukcje szkieletowe typu płyta - słup
Konstrukcje szkieletowe typu płyta - słup
" Diagnozowanie wytę\
enia złącza głównie opiera
się na ocenie stanu zarysowania płyty, co
" Powszechność stosowania od ok. 20 lat
wymaga dostępu do jej górnej powierzchni.
konstrukcji płytowo- słupowych powoduje, \
e
jest coraz większe zainteresowanie ekspertów
strefą przysłupową stropów \
elbetowych. " Ocena nośności złącza przede wszystkim
dotyczy analizy przebicia i docisku. Zjawisko
dotyczy analizy przebicia i docisku. Zjawisko
przebicia w \
elbecie nie jest jeszcze całkowicie
" Ocena stanu bezpieczeństwa złącza płytowo 
rozeznane
słupowego konstrukcji szkieletowej nie jest łatwa
poniewa\
jest to stosunkowo nowe zagadnienie i
" Wzmocnienie stropu, to głównie problem
jeszcze mało rozeznane.
wzmocnienia istniejącej strefy przypodporowej
na przebicie.
Miejscowy docisk elementów
Miejscowy docisk elementów
" Pojęcie docisku występuje, gdy lokalnie
" Model przebicia
przyło\
one skupione siły ściskające działają na
betonowy lub \
elbetowy element konstrukcyjny,
prostopadle do płaszczyzny go ograniczającej.
" Z badań wynika, \
e wytrzymałość betonu na
docisk jest większa ni\
wytrzymałość betonu na
ściskanie określona na próbkach odpowiednio
walcowych lub kostkowych
Wytrzymałość betonu na docisk Wytrzymałość betonu na docisk
Zgodnie z normą PN-B-03264/2002 Współczynnik �u
Wytrzymałość betonu na docisk
Wytrzymałość betonu na docisk
" Zasady określania wytrzymałości na docisk w
przypadku obcią\
enia miejscowego i
równomiernie rozło\
onego na pozostałej
Zasady
powierzchni
przyjmowania
powierzchni
Rozdziału Ac1
Sprawdzanie nośności na docisk
Sprawdzanie nośności na docisk
" Elementy zbrojone na docisk
" Elementy niezbrojone na docisk
�u,min i �u,max  minimalne i maksymalne naprę\
enia docisku
Zbrojenie poprzeczne strefy docisku
Przebicie
" Przebicie występuje jako efekt oddziaływania
siły skupionej lub obcią\
enia rozło\
onego na
Zbrojenie:
płytową konstrukcję \
elbetową.
a) siatki
" Przebicie występuje głównie w ustrojach płytowo
zgrzewane,
słupowych, w płytach fundamentowych
b) siatki
b) siatki
obcią\
onych słupami oraz w stopach
obcią\
onych słupami oraz w stopach
wyginane
fundamentowych.
c) uzwojenie
" W wyniku przebicia powstaje sto\
kowa lub
ostrosłupowa powierzchnia ścięcia, zakończona
obwodem słupa obcią\
ającego płytę.
Nośność na przebicie
Elementy niezbrojone na przebicie
" Nośność elementów obcią\
onych w sposób ciągły w
" Nośność elementów płytowych na przebicie
przybli\
eniu symetryczny, mo\
na obliczać ze wzoru:
nale\
y sprawdzać w przekrojach ukośnych pod
NSd - (g + q) A d" NRd = fctd up d
kątem nie mniejszym ni\
45o od krawędzi
powierzchni, na którą działa obliczeniowa siła N
do poziomu płaszczyzny zbrojenia.
do poziomu płaszczyzny zbrojenia.
" Stopień zbrojenia podłu\
nego elementów
sprawdzanych na przebicie nie mo\
e być
mniejszy ni\
0,5% w obu kierunkach
Elementy zbrojone na przebicie
Elementy zbrojone na przebicie
" Przykład zbrojenia poprzecznego na przebicie
" Warunki wymagane do zapewnienia spełnienia stanu
granicznego nośności elementów zbrojonych na
przebicie
Nośność na przebicie płyt \
elbetowych Nośność na przebicie płyt \
elbetowych
" Badania prowadzone w Polsce wykazują, \
e bardziej
" Nośność na przebicie płyt \
elbetowych zale\
y od
miarodajnym parametrem do szacowania nośności na
wielkości stopnia zbrojenia płytowego (�l) nad strefą
przebicie jest  mechaniczny stopień zbrojenia
podporową, co uwzględnione zostało w normach
m = �l � fyk / fck tzw.  moc zbrojenia
europejskich dotyczących konstrukcji \
elbetowych, np.:
" Parametr ten przyjęto do analizy rozwoju rys i ich
" Parametr ten przyjęto do analizy rozwoju rys i ich
EC-2, DIN-1045-1, w których współczynnik korekcyjny
EC-2, DIN-1045-1, w których współczynnik korekcyjny
szerokości rozwarcia w funkcji obcią\
enia.
szerokości rozwarcia w funkcji obcią\
enia.
do nośności w zale\
ności od zbrojenia płytowego
" Wyró\
niono 3 mechanizmy niszczenia w zale\
ności od
wyra\
ony jest poprzez funkcje
mocy zbrojenia:
3
100�l
f (�l) =
- mechanizm typu zginanie m d" 0,15
- mechanizm typu zginanie-ścinanie 0,15 d" m d" 0,30
- mechanizm typu ścinanie m e" 0,30
Nośność na przebicie płyt \
elbetowych
Nośność na przebicie płyt \
elbetowych
" Element badawczy I  �l = 0,5%; m d" 0,0633  rozwój
Element badawczy I  �l = 0,5%; m d" 0,0633
zarysowania przy obcią\
aniu
" Niszczenie zgodnie z mechanizmem zginanie  zniszczenie
sygnalizowane znacznym przyrostem szerokości rys. Zbrojenie
górne nad podporą osiągnęło przed zniszczeniem granicę
plastyczności i po kilku minutach utrzymywania obcią\
enia
niszczącego nastąpiło gwałtowne zniszczenie.
" Graniczna szerokość rozwarcia rysy 0,3 mm została osiągnięta na
" Graniczna szerokość rozwarcia rysy 0,3 mm została osiągnięta na
poziomie 0,4 nośności Vu
" Przy niskiej mocy zbrojenia stan graniczny nośności sygnalizowany
będzie rysą obwodową wokół słupa o rozwarciu min 0,7 mm, a
przez wpływy reologiczne mo\
e osiągnąć nawet 1 mm  tak du\
e
spękania powinny spowodować uszkodzenie posadzki nad
konstrukcją stropu i tym samym sygnalizować zagro\
enie
bezpieczeństwa
Nośność na przebicie płyt \
elbetowych Nośność na przebicie płyt \
elbetowych
" Element badawczy I  �l = 0,5%; m d" 0,0633  rysy
niszczące w przekroju płyty przy obcią\
eniu niszczącym
" Element badawczy I  �l = 0,5%; m d" 0,0633  rysy
niszczące
Nośność na przebicie płyt \
elbetowych Nośność na przebicie płyt \
elbetowych
" Element badawczy II  �l = 1,56%; m d" 0,43  Rozwój
" Element badawczy II  �l = 1,56%; m d" 0,43  Rozwój
rys w procesie obcią\
ania
szerokości rozwarcia rys o maksymalnej szerokości
Nośność na przebicie płyt \
elbetowych Nośność na przebicie płyt \
elbetowych
" Wpływ zbrojenia poprzecznego na morfologię rys  " Porównanie rozwoju szerokości rozwarcia rys o
zbrojenie poprzeczne w postaci trzpieni dwugłowych maksymalnym rozwarciu: element ze zbrojeniem
wykonanych z prętów Ś 12 usytuowanych na trzech poprzecznym M-0,5-44; element bez zbrojenia
obwodach poprzecznego M-0,5-0
Sposoby wzmacniania
Szerokość rozwarcia rys
" Wybór sposobu wzmocnienia zale\
y od konkretnej
sytuacji tj.: od dostępu do stropu, stopnia zbrojenia płyty
" Obecność zbrojenia poprzecznego nie wpływa
nad podporą, obecności zbrojenia poprzecznego:
na szerokość rozwarcia rys - dotyczy to zarówno
- zwiększenie mocy zbrojenia płyty przez dodanie
płyt o niskim jak i wysokim stopniu zbrojenia.
zbrojenia zewnętrznego, przy niskich stopniach zbrojenia
i dostępu do stropu od góry
i dostępu do stropu od góry
- zwiększenie wymiarów podparcia, przy dostępie do
" Wnioski otrzymane z doświadczeń stanowią
stropu od dołu
podstawę do ustalania sposobu wzmocnienia
- wprowadzenie zbrojenia poprzecznego, gdy we
stref przypodporowych płyt na przebicie
wzmacnianej konstrukcji go nie ma
- wzmocnienie poprzez zwiększenie zbrojenia płytowego i
wprowadzenie zbrojenia poprzecznego
Sposoby wzmacniania Sposoby wzmacniania
" Przykłady wzmocnienia płyty poprzez zwiększenie mocy
zbrojenia:
" Widok elementu wzmocnionego rusztem z płaskowników
mocowanych za pomocą śrub
a) dodatkowa siatka zbrojeniowa w nadbetonie
b) stalowe płaskowniki klejone do płyty
Sposoby wzmacniania Sposoby wzmacniania
" Widok elementu wzmocnionego taśmami CFRP
" Wzmacnianie poprzez zwiększenie wymiarów
- mała efektywność wzmacniania ze względu na stosunkowo niski
podpory
moduł odkształcalności taśm oraz stosunkowo mały przekrój taśm
dostępnych na rynku, co powoduje trudność w uzyskaniu a) zwiększenie wymiarów słupa
znacznego wzrostu mocy zbrojenia w porównaniu ze stalowymi
b) wykonanie głowicy za pomocą torkretu
płaskownikami. Dodatkowo małą efektywność powoduje mechanizm
c)  kołnierz stalowy klejony do konstrukcji
zniszczenia na przebicie, który u wylotu ukośnej rysy powoduje
gwałtowne odspajanie się taśm.
gwałtowne odspajanie się taśm.
Sposoby wzmacniania Sposoby wzmacniania
" Wzmacnianie poprzez zwiększenie wymiarów
" Wzmacnianie za pomocą zbrojenia poprzecznego
podpory -  kołnierz stalowy
a) za pomocą prętów wklejanych
Sposoby wzmacniania Efekty wzmacniania
" Wzmacnianie za pomocą zbrojenia poprzecznego " Wzmocnienie przez zwiększenie mocy zbrojenia płyty
przez dodanie zbrojenia zewnętrznego 
b) za pomocą trzpieni
najskuteczniejszy sposób  doło\
enie płaskowników -
przy niskich stopniach zbrojenia.
" Wzmocnienie przez zwiększenie wymiarów podpory 
mała efektywność (dwukrotne zwiększenie wymiarów
mała efektywność (dwukrotne zwiększenie wymiarów
słupa daje wzrost nośności o 20%)  analiza na
podstawie polskiej normy daje zawy\
one wartości.
" Wzmocnienie za pomocą zbrojenia poprzecznego 
mała efektywność  rzędu 20%